電力系統(tǒng)分析8_電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算

1、第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算第八章第八章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計算電力系統(tǒng)三相短路的分析計算8.1 8.1 短路的基本概念短路的基本概念8.2 8.2 無限大功率電源供電系統(tǒng)的三相短路無限大功率電源供電系統(tǒng)的三相短路8.3 8.3 電力系統(tǒng)三相短路的實用計算電力系統(tǒng)三相短路的實用計算8.4 8.4 電力系統(tǒng)不對稱短路的分析與計算電力系統(tǒng)不對稱短路的分析與計算8.5 8.5 電力系統(tǒng)非全相運行的分析電力系統(tǒng)非全相運行的分析第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算8.1 8.1 短路的基本概念短路的基本概念 所謂短路所謂短路

2、, ,是指電力系統(tǒng)中正常情況以外的一切相與相之間或相與是指電力系統(tǒng)中正常情況以外的一切相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。地之間發(fā)生通路的情況。 一、短路的原因及其后果一、短路的原因及其后果 u短路的原因短路的原因： u 短路的現(xiàn)象：短路的現(xiàn)象：F電氣設(shè)備載流部分絕緣損壞（過電壓、絕緣材料自然老電氣設(shè)備載流部分絕緣損壞（過電壓、絕緣材料自然老化、機械損傷）；化、機械損傷）；F運行人員誤操作（帶負荷開關(guān)）；運行人員誤操作（帶負荷開關(guān)）；F其他因素（鳥獸跨接于裸露的載流部分、自然現(xiàn)象）。其他因素（鳥獸跨接于裸露的載流部分、自然現(xiàn)象）。F系統(tǒng)總阻抗大為減小，電流劇烈增加；系統(tǒng)總阻抗大為減小，電流劇

3、烈增加；F系統(tǒng)中的電壓大幅度下降。系統(tǒng)中的電壓大幅度下降。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算u 短路的危害：短路的危害： F短路電流的熱效應(yīng)會使設(shè)備發(fā)熱急劇增加，可能導(dǎo)致設(shè)短路電流的熱效應(yīng)會使設(shè)備發(fā)熱急劇增加，可能導(dǎo)致設(shè)備過熱而損壞甚至燒毀；備過熱而損壞甚至燒毀；F短路電流產(chǎn)生很大的電動力，可引起設(shè)備機械變形、扭短路電流產(chǎn)生很大的電動力，可引起設(shè)備機械變形、扭曲甚至損壞；曲甚至損壞；F短路時系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴重影響電氣設(shè)備的正常短路時系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴重影響電氣設(shè)備的正常工作；工作；F嚴重的短路可導(dǎo)致并列運行的發(fā)電廠失去同步而解列，嚴重的短路可導(dǎo)致并

4、列運行的發(fā)電廠失去同步而解列，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。F不對稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場，會對附近的通訊系統(tǒng)及不對稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場，會對附近的通訊系統(tǒng)及弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作 。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算u 短路計算的任務(wù)：短路計算的任務(wù)： F選擇有足夠機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，如斷路選擇有足夠機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，如斷路器、互感器、母線等；器、互感器、母線等；F合理配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)；合理配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)；F在設(shè)計和選擇發(fā)

5、電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時，為了比在設(shè)計和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采用限制短路電較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采用限制短路電流的措施等流的措施等l選擇和校驗各種電氣設(shè)備選擇和校驗各種電氣設(shè)備l合理配置繼電保護和自動裝置合理配置繼電保護和自動裝置l選擇合理的電氣接線圖選擇合理的電氣接線圖進行短路電流計算的目的：進行短路電流計算的目的：第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算 二、短路的種類二、短路的種類對稱短路：對稱短路：三相短路三相短路k（3）不對稱短路：不對稱短路：單相接地短路單相接地短路k（1）兩相接地

6、短路兩相接地短路k（1,1）兩相短路兩相短路k（2）圖圖7-1短路的類型短路的類型a）三相短路）三相短路 b）兩相短路）兩相短路 c）單相接地短路）單相接地短路 d）兩相接地短路）兩相接地短路 e）兩相接地短）兩相接地短在各種短路故障中，單相在各種短路故障中，單相接地占大多數(shù)（接地占大多數(shù)（65%65%），三），三相短路的機會最少（相短路的機會最少（5%5%）. .但三相短路的短路電流最但三相短路的短路電流最大，后果最嚴重。大，后果最嚴重。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算7.2 7.2 無限大功率電源供電系統(tǒng)的三相短路無限大功率電源供電系統(tǒng)的三相短路一、無

7、限大容量系統(tǒng)一、無限大容量系統(tǒng)說明：無限大功率電說明：無限大功率電源是一個相對概念，源是一個相對概念，真正的無限大功率電真正的無限大功率電源是不存在的。源是不存在的。 u無限容量系統(tǒng)（又叫無限大功率電源），是指無限容量系統(tǒng)（又叫無限大功率電源），是指系統(tǒng)的容量系統(tǒng)的容量為為 ，內(nèi)阻抗為零內(nèi)阻抗為零。u無限容量系統(tǒng)的特點：在電源外部發(fā)生短路，系統(tǒng)頻率恒無限容量系統(tǒng)的特點：在電源外部發(fā)生短路，系統(tǒng)頻率恒定，電源母線上的定，電源母線上的電壓基本不變電壓基本不變，即認為它是一個恒壓源。，即認為它是一個恒壓源。u在工程計算中，當電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的在工程計算中，當電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻

8、抗的5%10%時，就可認為該電源是無限大功率電源。時，就可認為該電源是無限大功率電源。 二、無限大容量系統(tǒng)供電的三相短路暫態(tài)過程分析二、無限大容量系統(tǒng)供電的三相短路暫態(tài)過程分析 圖圖8-1所示為一由無限大功率電源供電的三相對稱電路。所示為一由無限大功率電源供電的三相對稱電路。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算圖圖8-1 無限容量系統(tǒng)中的三相短路無限容量系統(tǒng)中的三相短路a）三相電路）三相電路 b）等值單相電路）等值單相電路短路前，系統(tǒng)中的短路前，系統(tǒng)中的a相電壓和電流分別為相電壓和電流分別為)sin(0tUuma)sin(0tIima式中式中22)()(XXR

9、RUImm()arctanarctanXXLLRRRR第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算短路后電路中的電流應(yīng)滿足：短路后電路中的電流應(yīng)滿足：)sin(0tUdtdiLRimaa短路后分成兩個獨立回路。對于右半回路，最大電流發(fā)生在短路后分成兩個獨立回路。對于右半回路，最大電流發(fā)生在故障初始瞬間，即正常運行電流，不會對設(shè)備產(chǎn)生危害。故故障初始瞬間，即正常運行電流，不會對設(shè)備產(chǎn)生危害。故電路暫態(tài)過程的分析與計算主要針對左半回路。電路暫態(tài)過程的分析與計算主要針對左半回路。解微分方程得：解微分方程得：nppTtkpmTtkmaiiCtICtZUiaae)sin(e)s

10、in(0022XRUImpmRXKarctan第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算由于電路中存在電感，而電感中的電流不能突變，則短由于電路中存在電感，而電感中的電流不能突變，則短路前一瞬間路前一瞬間(t=0(t=0- -) )的電流應(yīng)與短路后一瞬間的的電流應(yīng)與短路后一瞬間的(t=0(t=0+ +) )電流相電流相等。即等。即 CIIkpmm)sin()sin(00000)sin()sin(npkpmmiIIC則則 aTtkpmmkpmaIItIie)sin()sin()sin(000 非周期分非周期分量電流量電流短路前電流短路前電流周期分量周期分量短路后電流短

11、路后電流周期分量周期分量第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算 三、短路沖擊電流、短路電流最大有效值和短路功率三、短路沖擊電流、短路電流最大有效值和短路功率 在最嚴重短路情況下，三相短路電流的最大可能瞬時值。在最嚴重短路情況下，三相短路電流的最大可能瞬時值。 在短路回路中，通常電抗遠大于電阻，可認為，故在短路回路中，通常電抗遠大于電阻，可認為，故 090kaTtpmmpmaIItIie cos)sin()cos(000由上式可知，當非周期分量電流的初始值由上式可知，當非周期分量電流的初始值Iap(0+)最大時，最大時，短路全電流的瞬時值為最大，短路情況最嚴重，使

12、非周期電流短路全電流的瞬時值為最大，短路情況最嚴重，使非周期電流有最大初值的條件是：有最大初值的條件是：作用：檢驗電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的動穩(wěn)定度作用：檢驗電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的動穩(wěn)定度 1.短路沖擊電流短路沖擊電流第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算F短路前空載（即短路前空載（即 ）()0maIIF短路瞬間電源電壓過零值，即初始相角短路瞬間電源電壓過零值，即初始相角 00aTtpmpmkItIiecos因此因此 對應(yīng)的短路電流的變化曲線如圖對應(yīng)的短路電流的變化曲線如圖8-3所示。所示。（1）向量差）向量差 有最大可能值有最大可能值KaII（2）向量差）向量差 與時

13、間軸平行與時間軸平行KaII滿足的條件應(yīng)為：滿足的條件應(yīng)為：將上述條件帶入式將上述條件帶入式（7-9）90K（7-10）第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算圖圖8-3 非周期分量最大時的短路電流波形圖非周期分量最大時的短路電流波形圖第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算圖圖8-3 非周期分量最大時的短路電流波形圖非周期分量最大時的短路電流波形圖2TimpiiiitmI0ii第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算其中，其中，短路電流沖擊系數(shù)。短路電流沖擊系數(shù)。 aTimpK01. 0e1意味著短路電

14、意味著短路電流非周期分量流非周期分量不衰減不衰減當電阻當電阻R=0時，時，2impKRXRLTa1ee001. 0aT1impK當電抗當電抗=0時，時， ，0ee01. 0aT0RXRLTa意味著不產(chǎn)生意味著不產(chǎn)生非周期分量非周期分量由圖由圖8-3，iimp發(fā)生在短路后約半個周期（發(fā)生在短路后約半個周期（0.01s）。由式）。由式0.010.01e(1 e)2aaTTimppmpmpmimppmimppiIIIKIKIaTtpmpmkItIiecos得得第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算1Kimp 2 因此因此pimpIi55. 2在高壓電網(wǎng)中短路，取在高壓

15、電網(wǎng)中短路，取Kimp=1.8，則，則 在發(fā)電機端部短路，取在發(fā)電機端部短路，取Kimp=1.9，則，則 pimpIi69. 2在低壓電網(wǎng)中短路，取在低壓電網(wǎng)中短路，取Kimp=1.3，則，則 pimpIi84. 1 任一時刻任一時刻t的短路電流的有效值是指以時刻的短路電流的有效值是指以時刻t為中心的一個為中心的一個周期內(nèi)短路全電流瞬時值的方均根值，即周期內(nèi)短路全電流瞬時值的方均根值，即 2222d)(1d122TTTTttnptptttattiiTtiTI2. 短路電流最大有效值短路電流最大有效值第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算pshII62. 1當當K

16、im=1.9時，時， ; 222) 1(pimppimpIkII2) 1(21imppKI為簡化為簡化It的計算，可的計算，可假定在計算所取的一個周期內(nèi)周期假定在計算所取的一個周期內(nèi)周期分量電流有效值恒定，瞬時值即有效值分量電流有效值恒定，瞬時值即有效值。非周期分量電流的非周期分量電流的數(shù)值在該周期內(nèi)恒定不變且等于該周期中點瞬時值數(shù)值在該周期內(nèi)恒定不變且等于該周期中點瞬時值，故，故 當當t=0.01s時，時，It就是短路沖擊電流有效值就是短路沖擊電流有效值Iimp。2222nptpnptpttiIIII 當當Kim=1.3時，時， pimII09. 1pimII52. 1當當Kim=1.8時，

17、時，由沖擊電流式，非周期分量由沖擊電流式，非周期分量pmimpTapmnpIkeIi) 1(01. 0第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算*133XIIIIUIUkBkBBkav 3短路功率：短路功率：BkkSSS *XSSSSBkBk kavkIUS3或或若已知由電源至某電壓級的短路容量若已知由電源至某電壓級的短路容量Sk或或斷路器的斷流容量斷路器的斷流容量Soc，則可用此式可求，則可用此式可求出系統(tǒng)電抗的標幺值為：出系統(tǒng)電抗的標幺值為：ocBkBSSSSX* 四、短路電流周期分量有效值的計算四、短路電流周期分量有效值的計算三相短路穩(wěn)態(tài)電流是指短路電流非周期

18、分量衰減完后的三相短路穩(wěn)態(tài)電流是指短路電流非周期分量衰減完后的短路全電流，其有效值用短路全電流，其有效值用 表示。表示。 I在無限大容量系統(tǒng)中，短路后任何時刻的在無限大容量系統(tǒng)中，短路后任何時刻的短路電流周期短路電流周期分量有效值分量有效值（習(xí)慣上用（習(xí)慣上用Ik表示）始終不變，所以有表示）始終不變，所以有 第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算短路電流周期分量計算方法短路電流周期分量計算方法用網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓之比代替變壓用網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓之比代替變壓器的實際變比器的實際變比在簡化條件下，計算整個系統(tǒng)歸算到在簡化條件下，計算整個系統(tǒng)歸算到短路點所在電壓級的等

19、值電抗短路點所在電壓級的等值電抗X X，短路電流周期分量有效值：短路電流周期分量有效值：.3av kwUIX第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算BkkIII *13XUSIIIBBkBk *133XXXUUXUXUBBavBBavkjeZZI*k*11（7-16）當計及電阻影響時，則可改用下式計算：當計及電阻影響時，則可改用下式計算：圖圖8-48-4（a a）所示系統(tǒng)中任意一點）所示系統(tǒng)中任意一點 的殘余電壓的殘余電壓 為為MMU*)(*MMkMjXRIU（7-17）短路電流周期分量有效值：短路電流周期分量有效值：第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力

20、系統(tǒng)故障的分析與實用計算*1RXtgM（7-18）當參數(shù)均勻分布時，根據(jù)三相系統(tǒng)的對稱性，可繪出三相當參數(shù)均勻分布時，根據(jù)三相系統(tǒng)的對稱性，可繪出三相電壓沿系統(tǒng)各點的分布情況，如圖所示。電壓沿系統(tǒng)各點的分布情況，如圖所示。它超前于電流的相位角為它超前于電流的相位角為aUbUcUMaUMbUMcUk(c)圖圖7-4 三相短路時電壓相量圖三相短路時電壓相量圖第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算【例【例1 1】圖示網(wǎng)絡(luò)中，降壓變電所圖示網(wǎng)絡(luò)中，降壓變電所10.5KV10.5KV母線上發(fā)母線上發(fā)生三相短路時，可將系統(tǒng)看作無窮大電源供電系統(tǒng)，生三相短路時，可將系統(tǒng)看作無

21、窮大電源供電系統(tǒng)，求此時短路點的沖擊電流和短路功率。求此時短路點的沖擊電流和短路功率。525. 020100105. 0*1x292. 037100104 . 0/104 . 02*2dZx19. 22 . 310007. 0*4*3 xx1*E解：取解：取SB=100MVA , UB=Uav，則，則 第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算912. 12/19. 2292. 0525. 0*x 等值網(wǎng)絡(luò)如圖：等值網(wǎng)絡(luò)如圖：523. 0912. 11*xEIPKAIIIBPP88. 25 .103100523. 0*kAIkipmimim34. 7288. 28

22、. 1MVASISBPk3 .52100523. 0*周期電流分量有效值：周期電流分量有效值：有名值有名值K Kimim=1.8=1.8，則沖擊電流有名值為：，則沖擊電流有名值為： kAKIIimppim38. 4) 1(212第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算1 2 如圖第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算t=0 t=0 時同步發(fā)電機三相突然短路時的時同步發(fā)電機三相突然短路時的A A相

23、電流的實測波形相電流的實測波形同步發(fā)電機三相突然短路時的暫態(tài)過程分析同步發(fā)電機三相突然短路時的暫態(tài)過程分析第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算t=0 時同步發(fā)電機三相突然短路時的勵磁電流的實測波形時同步發(fā)電機三相突然短路時的勵磁電流的實測波形:定子三相短路后勵磁電流出現(xiàn)了交流電流，最終衰減到零定子三相短路后勵磁電流出現(xiàn)了交流電流，最終衰減到零第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算在短路過程中，由于在短路過程中，由于定子繞組定子繞組中周期分量電流突變將對中周期分量電流突變將對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電樞反應(yīng)，該反應(yīng)產(chǎn)生交鏈勵磁繞組的磁鏈。為了轉(zhuǎn)子

24、產(chǎn)生電樞反應(yīng)，該反應(yīng)產(chǎn)生交鏈勵磁繞組的磁鏈。為了維持勵磁繞組在短路瞬間總磁鏈不變維持勵磁繞組在短路瞬間總磁鏈不變，勵磁繞組勵磁繞組內(nèi)將產(chǎn)生一內(nèi)將產(chǎn)生一項項直流電流分量直流電流分量，其方向與原有的勵磁電流方向相同，它產(chǎn)，其方向與原有的勵磁電流方向相同，它產(chǎn)生的磁通也有一部分要穿過定子繞組，從而生的磁通也有一部分要穿過定子繞組，從而使定子繞組的使定子繞組的周期分量電流增大周期分量電流增大。因此在有限容量系統(tǒng)突然發(fā)生三相短路時，因此在有限容量系統(tǒng)突然發(fā)生三相短路時，短路電流的初值短路電流的初值將大大超過穩(wěn)態(tài)短路電流將大大超過穩(wěn)態(tài)短路電流。實際電機的繞組中都存在電阻，勵磁繞組中的直流分量將衰實際電機的

25、繞組中都存在電阻，勵磁繞組中的直流分量將衰減至零。與該分量對應(yīng)的定子電流中的自由分量也將逐步衰減至零。與該分量對應(yīng)的定子電流中的自由分量也將逐步衰減，定子電流最終為穩(wěn)態(tài)短路電流。減，定子電流最終為穩(wěn)態(tài)短路電流。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算 第二節(jié)第二節(jié) 電力系統(tǒng)三相短路的實用計算電力系統(tǒng)三相短路的實用計算 為了便于描述同步電機突然短路的暫態(tài)過程為了便于描述同步電機突然短路的暫態(tài)過程,需要確定需要確定一個短路瞬間一個短路瞬間不突變的電勢不突變的電勢交軸暫態(tài)電勢交軸暫態(tài)電勢 (通常以暫態(tài)后通常以暫態(tài)后電勢電勢 代替代替), 此時無阻尼繞組同步電機的電勢方程

26、為此時無阻尼繞組同步電機的電勢方程為:qEEIx jUEd注意：注意： 沒有實際物理意義，純粹是虛構(gòu)的計算用電動勢沒有實際物理意義，純粹是虛構(gòu)的計算用電動勢E有阻尼繞組突然短路時，勵磁繞組和阻尼繞組共同產(chǎn)生有阻尼繞組突然短路時，勵磁繞組和阻尼繞組共同產(chǎn)生直流電流以維持短路瞬間總磁鏈不變，直流電流以維持短路瞬間總磁鏈不變，短路電流周期分量的短路電流周期分量的初值大于無阻尼繞組時的短路電流。初值大于無阻尼繞組時的短路電流。對應(yīng)的過渡過程為次暫對應(yīng)的過渡過程為次暫態(tài)過程。電勢方程為態(tài)過程。電勢方程為Ix jUEd 第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算1.1.計算起始

27、次暫態(tài)電流計算起始次暫態(tài)電流 ，用于校驗斷路用于校驗斷路 器的斷開容量和繼電保護整定計算中器的斷開容量和繼電保護整定計算中I 2.2.運算曲線法求短路后任一時刻的電流，運算曲線法求短路后任一時刻的電流， 用于電氣設(shè)備穩(wěn)定校驗用于電氣設(shè)備穩(wěn)定校驗實用計算實用計算三相短路三相短路前面分析為一臺發(fā)電機三相短路時短路電流的求法前面分析為一臺發(fā)電機三相短路時短路電流的求法, ,分析過分析過程復(fù)雜，很難在實際工程中應(yīng)用。本節(jié)將介紹在實際工程程復(fù)雜，很難在實際工程中應(yīng)用。本節(jié)將介紹在實際工程中求解中求解有限容量系統(tǒng)三相短路電流的有關(guān)方法有限容量系統(tǒng)三相短路電流的有關(guān)方法。一、起始次暫態(tài)電流一、起始次暫態(tài)電流

28、I的計算的計算 起始次暫態(tài)電流起始次暫態(tài)電流I的含義：在電力系統(tǒng)三相短路后第的含義：在電力系統(tǒng)三相短路后第一個周期內(nèi)認為短路電流周期分量是不衰減的，而求得的一個周期內(nèi)認為短路電流周期分量是不衰減的，而求得的短路電流周期分量的有效值即為起始次暫態(tài)電流短路電流周期分量的有效值即為起始次暫態(tài)電流I ，也稱，也稱0秒時短路電流周期分量有效值。秒時短路電流周期分量有效值。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算1 1、計算起始次暫態(tài)電流、計算起始次暫態(tài)電流II的假設(shè)條件的假設(shè)條件（1 1）同步發(fā)電機導(dǎo)磁部分的導(dǎo)磁系數(shù)不變。）同步發(fā)電機導(dǎo)磁部分的導(dǎo)磁系數(shù)不變。（2 2）同步發(fā)

29、電機轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上對稱于縱軸和橫軸（即）同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上對稱于縱軸和橫軸（即d d、q q軸）。軸）。（3 3）定子的三相繞組（）定子的三相繞組（a a、b b、c c）在空間互差）在空間互差120120，是，是完全對稱而又相同的三相繞組。完全對稱而又相同的三相繞組。（4 4）定子三相繞組沿定子作均勻分布。）定子三相繞組沿定子作均勻分布。（5 5）各臺發(fā)電機均用）各臺發(fā)電機均用XdXd作為其等值電抗，認為作為其等值電抗，認為XdXdXqXq。（6 6）發(fā)電機電動勢采用次暫態(tài)電動勢。）發(fā)電機電動勢采用次暫態(tài)電動勢。（7 7）假設(shè)發(fā)電機電動勢同相位。）假設(shè)發(fā)電機電動勢同相位。（8 8）假設(shè)負荷

30、電流較短路電流小得多，可忽略不計。）假設(shè)負荷電流較短路電流小得多，可忽略不計。（9 9）在網(wǎng)絡(luò)方面：忽略線路對地電容和變壓器的勵磁支）在網(wǎng)絡(luò)方面：忽略線路對地電容和變壓器的勵磁支路；在計算路；在計算110kV110kV及以上高壓網(wǎng)絡(luò)時，可忽略線路電阻的及以上高壓網(wǎng)絡(luò)時，可忽略線路電阻的影響，只計電抗；對于電纜線路或低壓網(wǎng)絡(luò)，可用阻抗影響，只計電抗；對于電纜線路或低壓網(wǎng)絡(luò)，可用阻抗的模計算或用阻抗計算。的模計算或用阻抗計算。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算n（2 2）次暫態(tài)電動勢的計算。作系統(tǒng)在短路前瞬間正常運行時的）次暫態(tài)電動勢的計算。作系統(tǒng)在短路前瞬間正

31、常運行時的等值網(wǎng)絡(luò)，并由故障前瞬間正常運行狀態(tài)，求各發(fā)電機的次暫態(tài)等值網(wǎng)絡(luò)，并由故障前瞬間正常運行狀態(tài)，求各發(fā)電機的次暫態(tài)電動勢。電動勢。n（3 3）網(wǎng)絡(luò)的化簡。作三相短路時等值網(wǎng)絡(luò)，并進行網(wǎng)絡(luò)化簡。）網(wǎng)絡(luò)的化簡。作三相短路時等值網(wǎng)絡(luò)，并進行網(wǎng)絡(luò)化簡。n（4 4）短路點）短路點k k起始次暫態(tài)電流的計算。起始次暫態(tài)電流的計算。fkfkZZUZZEI)0(ZUZEIkk)0(XUXEIkk)0(2 2、起始次暫態(tài)電流、起始次暫態(tài)電流II的精確計算的精確計算（1 1）系統(tǒng)元件參數(shù)計算（標么制）。取基準容量）系統(tǒng)元件參數(shù)計算（標么制）。取基準容量S SB B，基準電壓，基準電壓U UB B=U=UN

32、.bN.b（基本級的額定電壓），按變壓器的實際變比計算系統(tǒng)（基本級的額定電壓），按變壓器的實際變比計算系統(tǒng)元件參數(shù)的標么值。元件參數(shù)的標么值。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算n3 3、起始次暫態(tài)電流、起始次暫態(tài)電流II的近似計算的近似計算n（1 1）系統(tǒng)元件參數(shù)計算（標么制）。取基準容量）系統(tǒng)元件參數(shù)計算（標么制）。取基準容量SBSB，基準電壓，基準電壓UB=Uav.nUB=Uav.n（各級的平均額定電壓），按變壓器的平均額定電壓之（各級的平均額定電壓），按變壓器的平均額定電壓之比計算系統(tǒng)元件參數(shù)的標么值。比計算系統(tǒng)元件參數(shù)的標么值。n（2 2）對電動勢、

33、電壓、負荷的簡化。取各發(fā)電機次暫態(tài)電動勢）對電動勢、電壓、負荷的簡化。取各發(fā)電機次暫態(tài)電動勢1 1，或取短路點正常運行電壓，或取短路點正常運行電壓1 1，略去非短路點的負荷，只計，略去非短路點的負荷，只計短路點大容量電動機的反饋電流。短路點大容量電動機的反饋電流。n（3 3）網(wǎng)絡(luò)化簡。作三相短路時等值網(wǎng)絡(luò)，并進行網(wǎng)絡(luò)化簡。）網(wǎng)絡(luò)化簡。作三相短路時等值網(wǎng)絡(luò)，并進行網(wǎng)絡(luò)化簡。n（4 4）短路點）短路點k k起始次暫態(tài)電流起始次暫態(tài)電流II的計算式為的計算式為fkZZI1ZIk1XIk1第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算二、沖擊電流和短路電流最大有效值二、沖擊電流

34、和短路電流最大有效值 1 1、對于非無限大容量電力系統(tǒng)沖擊電流和短路電流的最、對于非無限大容量電力系統(tǒng)沖擊電流和短路電流的最大有效值的計算大有效值的計算（1 1）沖擊電流的計算）沖擊電流的計算同步發(fā)電機的沖擊電流同步發(fā)電機的沖擊電流.2GGimpGimpIki異步電動機（或綜合負荷）的沖擊電流異步電動機（或綜合負荷）的沖擊電流.2MMimpMimpIKi沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)aaaTTTMimpeeeK01. 001. 001. 0.2第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算實用計算中，按下述原則取值。實用計算中，按下述原則取值。 以上的異步電動機容量為的異步電動機容量

35、為的異步電動機容量為綜合負荷對于小容量的電動機和kWkWkWkLDim10001.81.710005001.71.55002001.51.31.22MMimpGGimpimpIKIki短路點的沖擊電流（計及異步電動機或綜合負荷的影響）短路點的沖擊電流（計及異步電動機或綜合負荷的影響）第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算（2 2）短路電流的最大有效值的計算）短路電流的最大有效值的計算同步發(fā)電機供出的短路電流的最大有效值為同步發(fā)電機供出的短路電流的最大有效值為2.)1(21GGimpGimpIKI異步發(fā)電機供出的短路電流的最大有效值為異步發(fā)電機供出的短路電流的最大

36、有效值為.01. 0201. 0201. 0.233)2()(MMimpTMTMTMMimpIKeIeIeIIaaa向短路點供出總短路電流的最大有效值為向短路點供出總短路電流的最大有效值為IKIKIMimpGGimpimp.2.23) 1(21第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算2 2、關(guān)于時間常數(shù)、關(guān)于時間常數(shù)TaTa等問題等問題（1 1）在做粗略計算時，可以直接引用等效時間常數(shù)的推）在做粗略計算時，可以直接引用等效時間常數(shù)的推薦值。根據(jù)使計算結(jié)果偏于安全的原則，一般選用各薦值。根據(jù)使計算結(jié)果偏于安全的原則，一般選用各支路最大的作為短路點的時間常數(shù)。表支路最

37、大的作為短路點的時間常數(shù)。表8 82 2列出了不列出了不同短路點的等效時間常數(shù)的推薦值。同短路點的等效時間常數(shù)的推薦值。n（2 2）其他方法都需要電力系統(tǒng)各元件本身的值作為原）其他方法都需要電力系統(tǒng)各元件本身的值作為原始數(shù)據(jù)，且在計算始數(shù)據(jù)，且在計算TaTa時，也需要此數(shù)據(jù)。若缺少此數(shù)時，也需要此數(shù)據(jù)。若缺少此數(shù)據(jù)，可查表據(jù)，可查表8 83 3。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算系統(tǒng)正常運行時的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運行時的網(wǎng)絡(luò)線路工作電流為第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算發(fā)電機支路電流為發(fā)電機支路電流為短路時等值網(wǎng)絡(luò)短路時等值網(wǎng)

38、絡(luò)第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算一、實用計算的基本假設(shè)一、實用計算的基本假設(shè)各元件模型各元件模型1.1.發(fā)電機發(fā)電機如前所述，短路瞬間同步電

39、機的如前所述，短路瞬間同步電機的 保持為短路前的瞬時值保持為短路前的瞬時值 E第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算000Ix jUEd 0000sindXIUE 20020000cossin）（）（ddXIXIUE 短路前瞬間的電壓、電流值短路前瞬間的電壓、電流值等值電路圖等值電路圖向量圖向量圖2.2.電網(wǎng)方面電網(wǎng)方面忽略變壓器勵磁支路和輸電線路對地電容支路忽略變壓器勵磁支路和輸電線路對地電容支路忽略原因：短路之后，母線電壓降低，對地支路的電流非常小忽略原因：短路之后，母線電壓降低，對地支路的電流非常小計算高壓電網(wǎng)時可忽略電阻計算高壓電網(wǎng)時可忽略電阻標幺值計算

40、采用近似方法，變壓器變比為平均額定電壓之比標幺值計算采用近似方法，變壓器變比為平均額定電壓之比若計算中忽略負荷，則短路前為空載，次暫態(tài)電勢標幺值為若計算中忽略負荷，則短路前為空載，次暫態(tài)電勢標幺值為1 1第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算3.3.負荷負荷負荷只作近似估計，或當恒定電抗。負荷只作近似估計，或當恒定電抗。注意：注意：由于該反饋電流使電動機將迅速受到制動，其值也迅速減小，由于該反饋電流使電動機將迅速受到制動，其值也迅速減小，所以電動機的反饋電流一般只影響短路電流的所以電動機的反饋電流一般只影響短路電流的沖擊值沖擊值。4.4.短路點附近有大容量異步電

41、動機時短路點附近有大容量異步電動機時短路后瞬間，電動機由于機械和電磁慣性會送出短路電流。短路后瞬間，電動機由于機械和電磁慣性會送出短路電流。stIx1 2 . 0 x異步電動機突然短路時的等值電路也可以用異步電動機突然短路時的等值電路也可以用次暫態(tài)電勢和次暫次暫態(tài)電勢和次暫態(tài)電抗表示態(tài)電抗表示。次暫態(tài)電抗標幺值：。次暫態(tài)電抗標幺值：起動電流標幺值，起動電流標幺值，4 47,7,通常取通常取5 5，故，故000Ix jUE 20020000cossin）（）（XIXIUE 第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算若異步電動機短路前額定運行（若異步電動機短路前額定運行

42、（ ， ）10U10I2 . 0 x8 . 0cos09 . 00 E，可得：可得：故起始次暫態(tài)電流標幺值：故起始次暫態(tài)電流標幺值：5 . 4 0 xEI（異步電動機提供的短路電流為額定電流的（異步電動機提供的短路電流為額定電流的4.5倍）倍）二、起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算二、起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算起始次暫態(tài)電流就是短路電流周期分量（指基頻分量）的起始次暫態(tài)電流就是短路電流周期分量（指基頻分量）的初值。初值。只要把等值電路中系統(tǒng)所有元件都用其次暫態(tài)參數(shù)表示，只要把等值電路中系統(tǒng)所有元件都用其次暫態(tài)參數(shù)表示，起始次暫態(tài)電流的計算就同穩(wěn)態(tài)電流的計算一樣了。起始次暫態(tài)電流的計算就同穩(wěn)態(tài)電

43、流的計算一樣了。1.1.起始次暫態(tài)電流的計算起始次暫態(tài)電流的計算1）由短路前系統(tǒng)運行狀態(tài)計算次暫態(tài)電勢）由短路前系統(tǒng)運行狀態(tài)計算次暫態(tài)電勢2）求系統(tǒng)各元件參數(shù)標幺值（近似法）求系統(tǒng)各元件參數(shù)標幺值（近似法）3）根據(jù)短路點，做出等值電路并化簡）根據(jù)短路點，做出等值電路并化簡0000sindXIUE 第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算水輪發(fā)電機水輪發(fā)電機無阻尼無阻尼 則起始次暫態(tài)短路電流則起始次暫態(tài)短路電流: )( 0 fdxxEI27. 0 dX2 . 0 dX125. 0 dX；有阻尼有阻尼汽輪發(fā)電機汽輪發(fā)電機 xf 機端至短路點的組合電抗。機端至短路點的組

44、合電抗。次暫態(tài)電抗一般由廠家供給，或者：次暫態(tài)電抗一般由廠家供給，或者：125. 0 dX8 . 0cos010U10I例：若短路前發(fā)電機額定滿載運行，例：若短路前發(fā)電機額定滿載運行，則08. 18 . 0125. 06 . 0125. 01220 ）（）（E（或）機端發(fā)生短路時機端發(fā)生短路時，64. 8125. 008. 1 I（為額定電流的8.64倍） 075. 16 . 01125. 010 E第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算2.沖擊電流將沖擊電流表達式中的將沖擊電流表達式中的IP以以I代替代替 01. 0 2)e1 (IKIiimpTima 22M

45、imMimGMimGimimIKIKiii 考慮異步電動機提供的短路電流后，總的沖擊電流為：【例【例2】 圖示簡單系統(tǒng)中，一臺發(fā)電機向一臺同步電動機供電。圖示簡單系統(tǒng)中，一臺發(fā)電機向一臺同步電動機供電。發(fā)電機和電動機的額定功率均為發(fā)電機和電動機的額定功率均為30MVA，額定電壓均為，額定電壓均為10.5kV，次暫態(tài)電抗均為，次暫態(tài)電抗均為0.2。線路電抗以電機的額定值為基。線路電抗以電機的額定值為基準值的標幺值為準值的標幺值為0.1。設(shè)正常運行情況下電動機消耗的功率為。設(shè)正常運行情況下電動機消耗的功率為20MW，功率因數(shù)為，功率因數(shù)為0.8滯后，端電壓為滯后，端電壓為10.2kV，若在電動機，

46、若在電動機端點端點f 發(fā)生三相短路，試求短路后瞬時故障點的短路電流以及發(fā)生三相短路，試求短路后瞬時故障點的短路電流以及發(fā)電機和電動機支路中電流的交流分量。發(fā)電機和電動機支路中電流的交流分量。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算解：令解：令SB=30MVA，UB= Uav，則，則 30 100016503 10.5BIA1) 根據(jù)短路前的等值電路計算次暫態(tài)電勢根據(jù)短路前的等值電路計算次暫態(tài)電勢(運行在非額定狀態(tài)下運行在非額定狀態(tài)下)097. 005 .102 .100fU則正常情況下電路的工作電流則正常情況下電路的工作電流 AI9 .3614159 .3632

47、.108 . 0102030以標幺值表示為以標幺值表示為 52. 069. 09 .3686. 09 .36165014150jAI dfGxI jUE000發(fā)電機的次暫態(tài)電動勢發(fā)電機的次暫態(tài)電動勢 207. 0126. 13 . 0)52. 069. 0(97. 0jjj電動機的次暫態(tài)電動勢電動機的次暫態(tài)電動勢 dfMxI jUE000138. 0866. 02 . 0)52. 069. 0(97. 0jjj第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算2) 根據(jù)短路后的等值電路計算各處電流根據(jù)短路后的等值電路計算各處電流發(fā)電機支路中的電流發(fā)電機支路中的電流 )(61

48、88113916503 . 0207. 0126. 1AjjjIG 電動機支路中的電流電動機支路中的電流 16502 . 0138. 0866. 0 jjIM)(71451139Aj故障點總電流故障點總電流)(13333 AjIIIGMf 第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電流分布系數(shù)的概念電流分布系數(shù)的概念（a）1. 電流分布系數(shù)法求轉(zhuǎn)移電抗1) 電流分布系數(shù)的定義電流分布系數(shù)的定義第第i個電源送到短路點的電流個電源送到短路點的電流Ii與短路與短路電流電流Ik之比之比稱為稱為i支路電流的分布系數(shù)支路電流的分布系數(shù)nknkkkxExExEI.2211如圖ni

49、ikixE1kxE等值電等值電動勢動勢等值等值電抗電抗，記為，記為Ci設(shè)所有電源電動勢相等，則設(shè)所有電源電動勢相等，則kiiIIC/(834)/ikkkikE xxE xx三、電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)移阻抗三、電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)移阻抗第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電流分布系數(shù)也可以作另外一種解釋：電流分布系數(shù)也可以作另外一種解釋：令所有電源電動勢都為零，單獨在短路支令所有電源電動勢都為零，單獨在短路支路接入某電動勢，使路接入某電動勢，使Ik=1=1，則此時任一支，則此時任一支路電流在數(shù)值上等于該支路電流的分布系路電流在數(shù)值上等于該支路電流的分布系數(shù)數(shù)電流分布系數(shù)的

50、概念電流分布系數(shù)的概念（b）ikkixxC某支路電流分布系數(shù)等于網(wǎng)絡(luò)對短路點的等值阻抗某支路電流分布系數(shù)等于網(wǎng)絡(luò)對短路點的等值阻抗（輸入阻抗）與該電源對短路點的（輸入阻抗）與該電源對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗之比。之比。且有且有111kknikiniiIIIICikikCxx由（由（8-34）可求轉(zhuǎn)移電抗為可求轉(zhuǎn)移電抗為第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算2、轉(zhuǎn)移阻抗、轉(zhuǎn)移阻抗 以短路點為中心的輻射形網(wǎng)絡(luò)中，以短路點為中心的輻射形網(wǎng)絡(luò)中，每一條輻射支路只含一個電源，與短每一條輻射支路只含一個電源，與短路點相連的阻抗稱為路點相連的阻抗稱為轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗。第八章第

51、八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算3、分布系數(shù)與轉(zhuǎn)移阻抗之間的關(guān)系、分布系數(shù)與轉(zhuǎn)移阻抗之間的關(guān)系 ffIEZ11IEZf22IEZf33IEZffffffffffffffffZZZEZEIIcZZZEZEIIcZZZEZEIIc333322221111/332211cZZcZZcZZffffff第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算4、電流分布系數(shù)的確定方法、電流分布系數(shù)的確定方法 法一：單位電流法法一：單位電流法 21422111 ,/ ,IIIZVIZIZVaa343344 ,/ ,IIIZVIIZVVfbabfbfIZVE5令令

52、 11I21444332211/cccIIcIIcIIcIIcIEZfffffff或332211cZZcZZcZZffffff第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算法二：網(wǎng)絡(luò)還原法法二：網(wǎng)絡(luò)還原法 并聯(lián)支路的電流分布系數(shù)并聯(lián)支路的電流分布系數(shù) IZIZeqiiIZZIieqicZZcieqi兩端同時除以短路電流兩端同時除以短路電流 fI第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算對于兩條并聯(lián)支路且短路發(fā)生在總支路上時對于兩條并聯(lián)支路且短路發(fā)生在總支路上時（ ） 21122121ZZZcZZZc1ccZZcieqi第八章第八章 電力系統(tǒng)故

53、障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算4.轉(zhuǎn)移阻抗及其求法(1)網(wǎng)絡(luò)化簡法(2)分布系數(shù)法：對輻射形網(wǎng)絡(luò)最為方便第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算 網(wǎng)絡(luò)化簡法網(wǎng)絡(luò)化簡法（1）星網(wǎng)變換）星網(wǎng)變換 星形星形(a)(a)和三角形和三角形(b)(b)接線接線(a) (b)第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算213133113232233212112ZZZZZZZZZZZZZZZZZZ312312312333123122312231231231121ZZZZZZZZZZZZZZZZZZ第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算

54、電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算多支路星形變?yōu)榫W(wǎng)形多支路星形變?yōu)榫W(wǎng)形 多支路星形變?yōu)榫W(wǎng)形多支路星形變?yōu)榫W(wǎng)形第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算4321414141322341211211111 111ZZZZZZZZZZZZZZZZZiiiijiijiiii:式中第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算（2）有源支路的并聯(lián)）有源支路的并聯(lián) 并聯(lián)有源支路的化簡并聯(lián)有源支路的化簡 IZVEmiii1 (a) (b)第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算miiieqeqZEZVE1)0(2121ZZZZZeq

55、211221ZZZEZEEeq令 0I對于兩條有源支路并聯(lián)對于兩條有源支路并聯(lián) miieqZIVZ111iE令 0 IZVEmiii1第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算Z6Z5fZ7Z4Z2Z3Z1Z10Z5fZ7Z8Z2Z9Z1fZ13Z11Z12Z2Z1fZ2fZ1ffZfEf輸入阻抗輸入阻抗轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算 分裂電勢源和分裂短路點分裂電勢源和分裂短路點(a) (b) (c)分裂電源點分裂電源點：將連接在一個電源點上的各支路拆開，分開后各將連接在一個電源點上的各支路拆開，分開后各支路分

56、別連接在電勢相等的電源點上。支路分別連接在電勢相等的電源點上。分裂短路點就是將接于短路點的各支路自短路點拆開，拆開分裂短路點就是將接于短路點的各支路自短路點拆開，拆開后的各支路仍帶有原來的短路點。后的各支路仍帶有原來的短路點。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算對稱性：指網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同，電源一樣，阻抗參對稱性：指網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同，電源一樣，阻抗參數(shù)相等（或其比值相等）以及短路電流的走向一數(shù)相等（或其比值相等）以及短路電流的走向一致等。致等。在對應(yīng)的點上，電位必然相同。在對應(yīng)的點上，電位必然相同。同電位點之間的電抗可根據(jù)需要短接或斷開。同電位點之間的電抗可根據(jù)需要

57、短接或斷開。第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算(a)(a)網(wǎng)絡(luò)接線圖網(wǎng)絡(luò)接線圖 (b) (b) 等值電路等值電路 (c)(c)簡化后的等值電路簡化后的等值電路利用電路的對稱性進行網(wǎng)絡(luò)簡化利用電路的對稱性進行網(wǎng)絡(luò)簡化第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算例1 在下圖所示的網(wǎng)絡(luò)中，a，b和c為電源點，f為短路點。試通過網(wǎng)絡(luò)變換求得短路點的輸入阻抗，各電源點的電流分布系數(shù)及其對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗。 第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算法一：星三法一：星三角變換角變換 第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與

58、實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算法二：星網(wǎng)變換法二：星網(wǎng)變換 法法第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算 四、應(yīng)用運算曲線求任意時刻的短路電流四、應(yīng)用運算曲線求任意時刻的短路電流tI)3(KdXj TjXKjXE (b)GGT)3(KtIkXL 圖7-6 制作運算曲線的網(wǎng)絡(luò)圖（a）網(wǎng)絡(luò)接線圖；（b）等值電路圖改變 值的大小可得不同的 值，繪制曲線時，對于不同時刻 ，以計算電抗 為橫坐標，以該時刻 為縱坐標作成曲線，即為運算曲線。kXtItkTdjsXXXX tI1.運算曲線的制定在實際工程計算中，通常采用在實際工程計算中，通常采用“運算曲線運算曲線”來求解三

59、相來求解三相短路電流任意時刻周期分量的有效值：其計算可根據(jù)預(yù)先制短路電流任意時刻周期分量的有效值：其計算可根據(jù)預(yù)先制定好的計算曲線求出，只需計算出電源點到短路點的計算電定好的計算曲線求出，只需計算出電源點到短路點的計算電抗，便可按計算曲線求指定時刻短路電流周期分量的標幺值抗，便可按計算曲線求指定時刻短路電流周期分量的標幺值 計算電抗是指發(fā)電機的次暫態(tài)電抗和歸算到發(fā)電機額定功率下外接電抗的標幺值之和注：計算曲線按汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機分別制作，且只做到注：計算曲線按汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機分別制作，且只做到 為止。為止。45. 3*jsX第八章第八章 電力系統(tǒng)故障的分析與實用計算電力系統(tǒng)故障的分析

60、與實用計算2.用運算曲線計算短路電流周期分量當計算電抗當計算電抗3.5時，近似認為短路電流周期分量不隨時間變時，近似認為短路電流周期分量不隨時間變化，可按恒定電勢源供電處理化，可按恒定電勢源供電處理jsktXI1應(yīng)用計算曲線計算短路電流的步驟如下：應(yīng)用計算曲線計算短路電流的步驟如下：繪制等值網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中各同步發(fā)電機均采用次暫態(tài)電抗作繪制等值網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中各同步發(fā)電機均采用次暫態(tài)電抗作為等值電路，略去變壓器等的導(dǎo)納支路。短路點附近若有大為等值電路，略去變壓器等的導(dǎo)納支路。短路點附近若有大型的異步電動機應(yīng)考慮其影響。選擇合適的基準值，計算各型的異步電動機應(yīng)考慮其影響。選擇合適的基準值，計算各元件電抗